вещество с конкретным составом. В промышленности так
называют концентраты-полуфабрикаты урана, не зависимо от их
химической формулы. «Желтый кек» состоять из
уранилкарбоната, ураната или диураната аммония, оксидов урана.
Сегодня большинство урановой промышленности выпускает
концентрат состава U3O8, который даже не желтого цвета!
Здесь мы будем осаждать «желтый кек» перекиси уранила
(UO4 • nH2O), который действительно имеет насыщенный желтый
цвет. Что ещё более важно – эта реакция осаждения очень
избирательна к соединениям урана. Перекись урана является
одним из немногих неорганических пероксидов, которые нерастворимы в воде.
Итак, 1 литр уранилкарбонатного раствора, полученного в Части III, разделяем на две порции –
700мл и 300мл.
Большая часть (700мл) нейтрализуется соляной кислотой до рН = 3, что сопровождается
выделением большого количества углекислого газа. Затем этот раствор следует прокипятить, чтобы удалить растворенный СО2. В процессе нейтрализации может выпасть немного осадка, который следует оставить в растворе.
Малая порция (300мл) откладывается на потом.
Перекись водорода в избытке добавляется в дегазированный раствор, пока он ещё горячий.
Чем горячее раствор, тем лучше выпадает осадок.
Я предпочитаю чистую 27% перекись водорода. Добавляем её в количестве 20 мл на литр
раствора.
Обратите внимание: 27% перекись более опасна, чем обычная аптечная – она способна вызывать
сильные ожоги на коже.
В результате мы получим светло-желтый осадок, который быстро выпадает из раствора.
и рН тоже резко падает.
Формулы ниже иллюстрируют, что реакция идет с образованием кислоты, которая сопровождает
образование пероксида уранила.
Теперь о второй, малой (300мл) порции раствора уранилкарбоната.
Я использую её, чтобы нейтрализовывать излишки кислоты в процессе реакции первой порции с
перекисью водорода до возврата рН к 3-4. Добавляем этот раствор к реакционной смеси, пока она
остается почти кипящей. Если останутся излишки – верните их в ведро с уранилкарбонатом, откуда и было взято, до того момента, когда соберетесь делать следующую партию.
При добавлении карбоната может появиться небольшое красноватое или оранжевое окрашивание
- см Часть VIII ниже для объяснения.
Окончание: Позвольте осадку выпадать и регулируйте этот процесс в закрытой емкости в
течении нескольких часов. Слейте жидкость и промойте осадок несколько раз дистиллированной
водой. Высушите осадок в стеклянной термоупорной кастрюле, в микроволновой печи.
Резюме: Неочищенный уранилкарбонат, полученный в части III, нейтрализуют кислотой с
образованием раствора уранила. Затем осаждают из этого раствора пероксид урана. Эта реакция
очень селективна и позволяет отделить чистый уран от других примесей.
Следует отметить, что стехиометрическое соотношение анионов уранилкарбоната, воды и
образующегося пероксида уранила зависит от некоторых неконтролируемых переменных
условий, поэтому формулы, приведенные ниже, помещены только в качестве образца.
Нейтрализация: 6H+
4-
(aq) + UO2(CO3)3 (aq) → (UO2)2+(aq) + 3CO2(g) + 3H2O(l)
Осаждение: (UO
·2
2)2+(aq) + H2O2(l) → UO4
H2O(s) + 2H+(aq) + 2H2O(l)
Часть V:
Оксиды урана (UO3); U3O8; соли уранила.
Уран в виде пероксида на стадии IV может быть дополнительно
очищен, путем переведения его в оксиды UO3 или U3O8. Ярко-
оранжевый UO3 является конечным продуктом моей рутинной
очистки и вратами к другим урановым соединениям. Он
получается путем нагревания сухого пероксида урана UO4 •
nH2O в открытой посуде при 300 ° С. В процессе нагрева
испаряются летучие загрязняющие вещества - вода, кислород,
аммиак, галогены, перекись водорода.
С самого начала нагревания хорошо перемешивайте пероксид
урана до тех пор, пока весь продукт не приобретет ярко-
оранжевый цвет. Если температура поддерживается надлежащим
образом, то продукт будет иметь чистый оранжевый цвет. Если Вы перегреете реакционную
смесь, то оранжевый UO3 начнет превращаться в коричнево-зеленый U3O8.
Мне нравится UO3 в качестве конечного результата тем, что он легко растворяется в кислотах, имеет определенную стехиометрию, и не требует много тепла, для своего образования. Я храню
свои запасы урана именно в виде UO3.
Если желательно получить именно U3O8, то просто нагревайте оранжевый UO3 до тех пор, пока
он не станет равномерно темно-коричнево-зеленого цвета. Этот процесс требует много тепла и
производит продукт смешанной валентности и переменного стехиометрии, что затрудняет
растворение его в кислоте.
Есть один ловкий трюк для приготовления U3O8. Он состоит в использовании его большого
тангенса угла диэлектрических потерь при завершении реакции из UO3 в микроволновой печи.
Насыпьте в большой керамический тигель тонким слоем готовый U3O8 и досыпьте сверху до
половины свежим UO3. Оксид U3O8 сильно нагревается от микроволн и тепло завершает
превращение свежего UO3.
Часть VI:
Получение двуокиси урана (UO2) путем электролиза.
Тонкий слой UO2 может быть получен
гальваническим путем на металлическом катоде из
солей уранила. Этот процесс не является
эффективным с электрохимической точки зрения, т.к.
большая часть энергии расходуется на
газообразование и выделение тепла, но потенциально
очень удобен для изготовления полупроводниковых
компонентов для экспериментальных «камер
деления».
«Камера деления» - это специальная модификация
ионизационной камеры, предназначенная для
регистрации нейтронов. – прим. Перев.
Вам